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Les biologistes allemands ont prouv'e exp'erimentalement que les mol'ecules d'ARN de transport pourraient devenir un 'el'ement majeur dans l''evolution des formes de vie pr'ecoces. Dans certaines conditions, ils sont capables de s'assembler en unit'es fonctionnelles reproduisant l'information G'en'etique de mani`ere exponentielle.
La transmission de l'information G'en'etique est effectu'ee de mani`ere s'equentielle: d'abord de l'ADN `a l'ARN (ce processus est appel'e transcription), puis la synth`ese des prot'eines (traduction) est r'ealis'ee sur la matrice d'ARN. Dans une op'eration connue sous le nom de r'eplication, les prot'eines dupliquent l'information G'en'etique cod'ee dans les mol'ecules d'ADN et stock'ee dans le noyau de la cellule, la r'epartissent 'egalement entre les deux cellules filles pendant la division et le processus se r'ep`ete.
Le paradoxe du dogme central de la Biologie mol'eculaire est que d`es la premi`ere 'etape, des compos'es prot'eiques complexes – enzymes agissent comme catalyseurs de la transcription: dans une certaine section, la double h'elice de l'ADN sous l'action des enzymes se d'eroule et l'une des cha^ines devient une matrice pour la construction de la matrice dite, ou ARN d'information (ARNm), qui participe ensuite `a la traduction.
C'est – `a – dire qu'au niveau mol'eculaire, la question 'eternelle de l'origine de la vie-ce qui 'etait primaire-est un oeuf ou une poule: les prot'eines sont n'ecessaires pour transmettre des informations g'en'etiques, mais leur synth`ese d'epend de la transcription.
Les biologistes de l'Universit'e Ludwig et Maximilian de Munich ont prouv'e exp'erimentalement pour la premi`ere fois que de petits changements dans les mol'ecules d'ARN de transport (ARNt) leur permettaient de s'auto-assembler en une unit'e fonctionnelle capable de reproduire des informations.
Ainsi, selon les scientifiques, l'ARN de transport agissant comme interm'ediaire entre l'ARNm et les prot'eines pourrait ^etre un 'el'ement cl'e de l''evolution des formes de vie pr'ecoces: les mol'ecules d'ARNt pourraient interagir de mani`ere autonome entre elles pour former une sorte de module de r'eplication capable de r'epliquer de mani`ere exponentielle des informations.
"Nos recherches sur les premi`eres formes de r'eplication mol'eculaire et notre d'ecouverte du lien entre r'eplication et traduction nous rapprochent de la reconstruction de l'origine de la vie", ont d'eclar'e l'un des auteurs de l''etude, Dieter Brown, dans un communiqu'e de presse de l'Universit'e.
Pour qu'un tel syst`eme fonctionne, il faut un environnement non 'equilibr'e pour d'eclencher les processus physiques et chimiques appropri'es, estiment les scientifiques. Par cons'equent, toutes leurs exp'eriences impliquaient une s'equence r'ep'etitive de fluctuations de temp'erature.
Chaque exp'erience a commenc'e avec un mod`ele – une structure d'information compos'ee de deux types de s'equences nucl'eotidiques centrales. Les chercheurs ont d'emontr'e que, dans des conditions qui changent p'eriodiquement, la structure binaire du mod`ele peut ^etre copi'ee `a plusieurs reprises. Un tel m'ecanisme de r'eplication aurait pu avoir lieu dans un Microsyst`eme hydrothermal au d'ebut de la Terre.
En particulier, selon les auteurs, un environnement favorable `a de tels cycles r'eactionnels pourrait se d'evelopper dans les roches poreuses du fond marin, o`u les fluctuations naturelles de la temp'erature sont associ'ees aux courants de convection.
Les pal'eontologues ont d'ecouvert des fossiles ressemblant `a des 'eponges dans d'anciens r'ecifs ^ag'es de 890 millions d'ann'ees. Si les r'esultats sont confirm'es, ce sera la plus ancienne d'ecouverte d'organismes vivants multicellulaires sur terre.
On pense que les premiers organismes multicellulaires, qui peuvent ^etre attribu'es avec certitude aux animaux, sont apparus sur Terre il y a environ 635 millions d'ann'ees, dans ediacaria – la Derni`ere p'eriode g'eologique du prot'erozo"ique. Il s'agit de vendobiontes – des organismes radiaux et bilat'eraux sym'etriques myst'erieux qui menaient une vie s'edentaire ou s'edentaire.
Cependant, certains scientifiques pensent que les premiers animaux Sur terre 'etaient des 'eponges – marines attach'ees au fond multicellulaires, qui sont aujourd'hui largement r'epandues dans le monde entier.
Les plus anciens fossiles d''eponges bien conserv'es sont connus depuis la p'eriode cambrienne, qui a commenc'e il y a 541 millions d'ann'ees, mais l'analyse phylog'en'etique et les biomarqueurs sugg`erent que les 'eponges existaient beaucoup plus t^ot, et dans les roches s'edimentaires ^ag'ees de 750 millions d'ann'ees, les scientifiques ont trouv'e des spicules de silicium – 'el'ements du squelette min'eralis'e des 'eponges.
La pal'eontologue canadienne Elizabeth Turner de l'Universit'e Laurentienne a d'ecouvert des fossiles extr^emement similaires `a ceux des 'eponges dans d'anciens r'ecifs du Nord-ouest du Canada. Les r'ecifs appartiennent `a des constructions bact'eriennes, sont empil'es avec du carbonate de calcium et ont un ^age de 890 millions d'ann'ees.
Dans les 'echantillons de roches, Turner a identifi'e des r'eseaux ramifi'es de structures tubulaires min'eralis'ees avec du carbonate de calcium cristallin en calcite. La chercheuse a not'e que ces structures ressemblent beaucoup au squelette fibreux des 'eponges corn'ees, qui sont aujourd'hui utilis'ees pour produire des 'eponges de lavage.
L'auteur pense que ces structures pourraient ^etre des restes fossilis'es d''eponges corn'ees qui vivaient sur les r'ecifs carbonat'es 90 millions d'ann'ees avant que les niveaux d'oxyg`ene Sur terre ne atteignent des concentrations jug'ees n'ecessaires pour maintenir la vie des animaux.
Si les hypoth`eses du scientifique sont confirm'ees, il s'av`ere que l''evolution des premiers animaux sur notre plan`ete a eu lieu ind'ependamment de l'oxyg'enation – la saturation de l'atmosph`ere en oxyg`ene, et les premiers organismes ont pu survivre `a la glaciation mondiale la plus s'ev`ere de l'Histoire de la terre de la p'eriode cryog'enique, qui s'est produite entre 720 et 635 millions d'ann'ees.
`A en juger par les r'esultats de la reconstruction microp'etrographique, l''eponge la plus ancienne 'etait un organisme en forme de ver attach'e de la taille du premier millim`etre au centim`etre, qui vivait `a la surface ou `a l'int'erieur des r'ecifs construits par des cyanobact'eries calcifiantes-photosynth'etiques.
La raret'e des d'ecouvertes d''eponges de l'^age n'eoprot'erozo"ique s'explique par le fait que, tr`es probablement, elles n'avaient pas de squelettes min'eralis'es – siliceux ou calcaires, mais se composaient exclusivement de compos'es prot'eiques – spongieux ou k'eratiniques. Par cons'equent, estime le scientifique, dans les d'ep^ots anciens, il est n'ecessaire de rechercher non pas des 'el'ements du squelette —spicules – mais des empreintes de tissus mous pr'eserv'ees. Les pal'eontologues ont d'ej`a rencontr'e de telles structures, mais les ont interpr'et'ees comme des colonies fossiles d'algues ou de protozoaires.